[发明专利]一种输电系统鲁棒可用输电能力评估方法在审

专利信息
申请号: 201510681657.3 申请日: 2015-10-20
公开(公告)号: CN105354628A 公开(公告)日: 2016-02-24
发明(设计)人: 王璐;谢俊;岳东;黄崇鑫;王珂;李亚平 申请(专利权)人: 南京邮电大学
主分类号: G06Q10/04 分类号: G06Q10/04;G06Q50/06
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 许方
地址: 210046 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 输电 系统 可用 能力 评估 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及输电网可靠性技术领域,尤其涉及一种输电系统鲁棒可用输电能力评估方法。

背景技术

输电网的可用输电能力对整个电力系统的安全可靠性有着很大的影响。电力市场环境下,电网输电能力是基于已有的输电合同,在保证系统安全可靠运行的条件下,区域间或点与点之间可能增加输送的最大功率。不确定性因素对输电系统可用输电能力的影响很大,例如线路和发电机故障都可能导致输电网的可输送电能下降。随着分布式发电机的广泛接入,如何处理输电网中不确定性因素的影响,高效、较精确地计算可用输电能力,既是可用输电能力计算中的关键问题,也是目前可用输电能力计算中的难点。

随着输电网中风电的渗透率提高,风电的间歇性、随机性以及不可预测性增大了输电网的不确定量。随着系统中不确定量的增加,将对输电网的可用输电能力(ATC)造成重大的影响。为提高输电网的安全性和可靠性,在传统的ATC评估模型中需考虑风电概率分布的不确定性,以更全面的思路分析和处理风电概率分布不确定性对系统ATC的影响,制定稳健而经济的ATC评估策略。为此提出一种考虑风电功率概率分布不确定性的输电网ATC计算方法,采用概率分布鲁棒机会约束优化模型描述该ATC计算问题。再综合worst-caseCVaRapproximation性质消去该优化模型中的随机变量,并将其转化为含有矩阵不等式的确定性模型,进一步提出采用基于线性矩阵不等式优化的免疫粒子群算法进行求解。该方法可根据实际电力系统中无法获得概率分布函数的具体参数,考虑风电功率概率分布的不确定性,将概率分布不确定模型转化为便于求解的确定性模型,选取出在风电功率任意一种可能的概率分布实现场景下均满足输电网安全运行要求,同时最大化联络线传输功率的ATC优化方案。

目前,针对包含风电的可用输电能力评估方法中,多采用概率统计法和场景分析法,假设风速或风电出力的概率分布函数一定。但是在实际电网中,风电的概率分布函数不能准确获取,现有技术一直没有能给出一个切实有效的考虑风电概率分布不确定的可用输电能力评估方法,使之在仅仅知道风电概率分布函数的二阶矩的基础上,优化输电网的可用输电能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷,提供一种考虑风电概率分布不确定的可用输电能力估计方法,在仅仅知道风电概率分布的二阶矩,而不知道风电概率分布函数的准确形式的情况下,采用概率分布鲁棒优化的方法将含风电的不确定问题转化为确定性问题,再使用免疫粒子群算法求解,优化输电网的安全可靠运行。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:

一种输电系统鲁棒可用输电能力评估方法,包括如下步骤:

步骤1),采用概率分布鲁棒机会约束模型描述ATC问题,目标函数为最大化电源区域a对负荷区域b的所有联络线输出功率累加值,约束条件包括潮流平衡方程、发电容量约束、节点电压机会约束和支路功率机会约束:

式中,Pa→b为区域a对区域b的所有联络线的输出功率,PG,QG,PD,QD分别为常规发电机和负荷的有功、无功功率;PW,QW分别为风电机组输出的有功和无功功率,PL,QL分别为系统有功和无功潮流,S为节点支路关联矩阵,PGi,max,PGi,min分别为常规发电机i有功出力的上下限;QGi,max,QGi,min分别为常规发电机i无功出力的上下限,Vi,Vi,max,Vi,min分别为节点i的电压幅值和电压幅值上下限,Nn为系统节点总数,Prφ表示风电功率概率分布φ下成立的概率,β为设定的置信水平,Pl,max为支路有功传输功率上限,表示在所有可能的概率分布下,事件A成立的最小概率;

步骤2),将节点电压不等式约束化为:

其中,J是收缩的V-Q雅格比矩阵,第i个对角元素对应节点i的V-Q灵敏度,一个节点的V-Q灵敏度表示在给定运行点Q-V曲线的斜率,VN是基准电压;

根据直流潮流方程,系统的潮流方程可表示为风电功率的函数:

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